Кислородный датчик: сколько кислорода в выхлопе?

Рассмотрим кислородный датчик или, как его ещё именуют, лямбда-зонд. Датчик следит за выхлопом мотора, на сколько соответствует он экологическим нормам. Познакомимся с ним поближе.

[contents]

Кислород: секрет чистого выхлопа

Не секрет, что отработавшие газы, вырывающиеся из недр двигателя, содержат массу вредных примесей и веществ, от которых необходимо избавиться, прежде чем они достигнуть кромки выхлопной трубы.

Ключевыми устройствами в этом процессе являются каталитический нейтрализатор (катализатор) и сажевый фильтр (если речь идёт о дизельном авто).

На первый взгляд эти узлы самодостаточны – ну фильтры и фильтры, что с них взять. Но на самом деле ситуация немного иная, дело в том, что идеально они работают только при условии правильной пропорции воздушно-топливной смеси, подаваемой в камеры сгорания.

Так, к примеру, при соотношении воздуха и горючего 14,7:1 она сгорает полностью.

Если же электроника, формирующая смесь, что-то напутала, в выхлопе изменится концентрация кислорода, и желательно откорректировать её состав до идеальных пропорций.

Именно за кислородом в выхлопе и следит лямбда-зонд, он же кислородный датчик. Устанавливают его, как правило, перед катализатором или, если конструкция машины предусматривает наличие двух таких датчиков – на его входе и выходе.

Возможно, у Вас возник вопрос: «А что такое «лямбда»?» Всё очень просто – эта буква греческого алфавита обозначает в технической литературе коэффициент избытка воздуха в топливной смеси.

Как устроен кислородный датчик — лямбда-зонд?

Теперь рассмотрим конструкцию и разновидности этого элемента. Всего существует три типа датчиков кислорода, а именно:

• на основе диоксида циркония;
• на основе диоксида титана;
• широкополосные (LSU).

Элементы первой разновидности работают при помощи сравнения концентрации кислорода в выхлопных газах и эталонного атмосферного воздуха.

Чтобы этот процесс стартовал, датчик необходимо разогреть до 300 градусов, что, в принципе, учитывая температуру выхлопной системы, довольно легко. В этом случае диоксид циркония становится проницаем для ионов кислорода, и на внутренних электродах начинает образовываться напряжение, равное разнице его концентрации.

Считается, что такие датчики обладают высокой надёжностью и не боятся воды.

Устройства на основе диоксида титана функционируют немного по другому принципу. Им не нужен эталонный воздух, так как материал, из которого они изготовлены, может менять электрическое сопротивление в зависимости от концентрации кислорода в выхлопе.

Такие элементы прочны, имеют небольшие габариты и быстро реагируют на изменения концентрации в газе.

Последний в нашем списке кислородный датчик – широкополосный. Можно сказать, что это наиболее прогрессивные устройства из перечисленной тройки.

Данный тип может выдавать сигнал, пропорционально зависящий от концентрации кислорода в очень широко диапазоне.

Внутри у него находится несколько ячеек – измерительная и накачивающая. Они разделены очень тонким барьером (десятки микрометров), в котором поддерживается идеальный состав газовой смеси.

Когда датчик контактирует, например, с газами с малым количеством кислорода, в элементе начинается перераспределение кислорода при помощи насосной ячейки, сопровождающееся ростом электрического тока.

На основе таких колебаний тока и происходит считывание данных электроникой машины.

В целом такие элементы очень надёжны и быстро реагируют на изменения состава выхлопа.

В завершение стоит сказать, что кислородный датчик – элемент не вечный. Как правило, замену этих устройств приходится проводить каждый 80 тысяч километров, а то и того меньше.

Причём выходят из строя они не моментально, а деградируют постепенно, что добавляет головной боли при диагностике их неисправностей.

Поломанный лямбда-зонд негативно влияет на стабильность работы двигателя, повышает расход топлива и так далее.

На этом всё, коллеги-автолюбители. Подписывайтесь на наш блог и следите за новыми и интересными публикациями. Их будет ещё много.